[PATCH] file: kill unnecessary timer in fdtable_defer
[linux-3.10.git] / fs / file.c
1 /*
2  *  linux/fs/file.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1998-1999, Stephen Tweedie and Bill Hawes
5  *
6  *  Manage the dynamic fd arrays in the process files_struct.
7  */
8
9 #include <linux/fs.h>
10 #include <linux/mm.h>
11 #include <linux/time.h>
12 #include <linux/slab.h>
13 #include <linux/vmalloc.h>
14 #include <linux/file.h>
15 #include <linux/bitops.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/spinlock.h>
18 #include <linux/rcupdate.h>
19 #include <linux/workqueue.h>
20
21 struct fdtable_defer {
22         spinlock_t lock;
23         struct work_struct wq;
24         struct fdtable *next;
25 };
26
27 /*
28  * We use this list to defer free fdtables that have vmalloced
29  * sets/arrays. By keeping a per-cpu list, we avoid having to embed
30  * the work_struct in fdtable itself which avoids a 64 byte (i386) increase in
31  * this per-task structure.
32  */
33 static DEFINE_PER_CPU(struct fdtable_defer, fdtable_defer_list);
34
35
36 /*
37  * Allocate an fd array, using kmalloc or vmalloc.
38  * Note: the array isn't cleared at allocation time.
39  */
40 struct file ** alloc_fd_array(int num)
41 {
42         struct file **new_fds;
43         int size = num * sizeof(struct file *);
44
45         if (size <= PAGE_SIZE)
46                 new_fds = (struct file **) kmalloc(size, GFP_KERNEL);
47         else 
48                 new_fds = (struct file **) vmalloc(size);
49         return new_fds;
50 }
51
52 void free_fd_array(struct file **array, int num)
53 {
54         int size = num * sizeof(struct file *);
55
56         if (!array) {
57                 printk (KERN_ERR "free_fd_array: array = 0 (num = %d)\n", num);
58                 return;
59         }
60
61         if (num <= NR_OPEN_DEFAULT) /* Don't free the embedded fd array! */
62                 return;
63         else if (size <= PAGE_SIZE)
64                 kfree(array);
65         else
66                 vfree(array);
67 }
68
69 static void __free_fdtable(struct fdtable *fdt)
70 {
71         free_fdset(fdt->open_fds, fdt->max_fdset);
72         free_fdset(fdt->close_on_exec, fdt->max_fdset);
73         free_fd_array(fdt->fd, fdt->max_fds);
74         kfree(fdt);
75 }
76
77 static void free_fdtable_work(struct work_struct *work)
78 {
79         struct fdtable_defer *f =
80                 container_of(work, struct fdtable_defer, wq);
81         struct fdtable *fdt;
82
83         spin_lock_bh(&f->lock);
84         fdt = f->next;
85         f->next = NULL;
86         spin_unlock_bh(&f->lock);
87         while(fdt) {
88                 struct fdtable *next = fdt->next;
89                 __free_fdtable(fdt);
90                 fdt = next;
91         }
92 }
93
94 static void free_fdtable_rcu(struct rcu_head *rcu)
95 {
96         struct fdtable *fdt = container_of(rcu, struct fdtable, rcu);
97         int fdset_size, fdarray_size;
98         struct fdtable_defer *fddef;
99
100         BUG_ON(!fdt);
101         fdset_size = fdt->max_fdset / 8;
102         fdarray_size = fdt->max_fds * sizeof(struct file *);
103
104         if (fdt->free_files) {
105                 /*
106                  * The this fdtable was embedded in the files structure
107                  * and the files structure itself was getting destroyed.
108                  * It is now safe to free the files structure.
109                  */
110                 kmem_cache_free(files_cachep, fdt->free_files);
111                 return;
112         }
113         if (fdt->max_fdset <= EMBEDDED_FD_SET_SIZE &&
114                 fdt->max_fds <= NR_OPEN_DEFAULT) {
115                 /*
116                  * The fdtable was embedded
117                  */
118                 return;
119         }
120         if (fdset_size <= PAGE_SIZE && fdarray_size <= PAGE_SIZE) {
121                 kfree(fdt->open_fds);
122                 kfree(fdt->close_on_exec);
123                 kfree(fdt->fd);
124                 kfree(fdt);
125         } else {
126                 fddef = &get_cpu_var(fdtable_defer_list);
127                 spin_lock(&fddef->lock);
128                 fdt->next = fddef->next;
129                 fddef->next = fdt;
130                 /* vmallocs are handled from the workqueue context */
131                 schedule_work(&fddef->wq);
132                 spin_unlock(&fddef->lock);
133                 put_cpu_var(fdtable_defer_list);
134         }
135 }
136
137 void free_fdtable(struct fdtable *fdt)
138 {
139         if (fdt->free_files ||
140                 fdt->max_fdset > EMBEDDED_FD_SET_SIZE ||
141                 fdt->max_fds > NR_OPEN_DEFAULT)
142                 call_rcu(&fdt->rcu, free_fdtable_rcu);
143 }
144
145 /*
146  * Expand the fdset in the files_struct.  Called with the files spinlock
147  * held for write.
148  */
149 static void copy_fdtable(struct fdtable *nfdt, struct fdtable *fdt)
150 {
151         int i;
152         int count;
153
154         BUG_ON(nfdt->max_fdset < fdt->max_fdset);
155         BUG_ON(nfdt->max_fds < fdt->max_fds);
156         /* Copy the existing tables and install the new pointers */
157
158         i = fdt->max_fdset / (sizeof(unsigned long) * 8);
159         count = (nfdt->max_fdset - fdt->max_fdset) / 8;
160
161         /*
162          * Don't copy the entire array if the current fdset is
163          * not yet initialised.
164          */
165         if (i) {
166                 memcpy (nfdt->open_fds, fdt->open_fds,
167                                                 fdt->max_fdset/8);
168                 memcpy (nfdt->close_on_exec, fdt->close_on_exec,
169                                                 fdt->max_fdset/8);
170                 memset (&nfdt->open_fds->fds_bits[i], 0, count);
171                 memset (&nfdt->close_on_exec->fds_bits[i], 0, count);
172         }
173
174         /* Don't copy/clear the array if we are creating a new
175            fd array for fork() */
176         if (fdt->max_fds) {
177                 memcpy(nfdt->fd, fdt->fd,
178                         fdt->max_fds * sizeof(struct file *));
179                 /* clear the remainder of the array */
180                 memset(&nfdt->fd[fdt->max_fds], 0,
181                        (nfdt->max_fds - fdt->max_fds) *
182                                         sizeof(struct file *));
183         }
184 }
185
186 /*
187  * Allocate an fdset array, using kmalloc or vmalloc.
188  * Note: the array isn't cleared at allocation time.
189  */
190 fd_set * alloc_fdset(int num)
191 {
192         fd_set *new_fdset;
193         int size = num / 8;
194
195         if (size <= PAGE_SIZE)
196                 new_fdset = (fd_set *) kmalloc(size, GFP_KERNEL);
197         else
198                 new_fdset = (fd_set *) vmalloc(size);
199         return new_fdset;
200 }
201
202 void free_fdset(fd_set *array, int num)
203 {
204         if (num <= EMBEDDED_FD_SET_SIZE) /* Don't free an embedded fdset */
205                 return;
206         else if (num <= 8 * PAGE_SIZE)
207                 kfree(array);
208         else
209                 vfree(array);
210 }
211
212 static struct fdtable *alloc_fdtable(int nr)
213 {
214         struct fdtable *fdt = NULL;
215         int nfds = 0;
216         fd_set *new_openset = NULL, *new_execset = NULL;
217         struct file **new_fds;
218
219         fdt = kzalloc(sizeof(*fdt), GFP_KERNEL);
220         if (!fdt)
221                 goto out;
222
223         nfds = max_t(int, 8 * L1_CACHE_BYTES, roundup_pow_of_two(nr + 1));
224         if (nfds > NR_OPEN)
225                 nfds = NR_OPEN;
226
227         new_openset = alloc_fdset(nfds);
228         new_execset = alloc_fdset(nfds);
229         if (!new_openset || !new_execset)
230                 goto out;
231         fdt->open_fds = new_openset;
232         fdt->close_on_exec = new_execset;
233         fdt->max_fdset = nfds;
234
235         nfds = NR_OPEN_DEFAULT;
236         /*
237          * Expand to the max in easy steps, and keep expanding it until
238          * we have enough for the requested fd array size.
239          */
240         do {
241 #if NR_OPEN_DEFAULT < 256
242                 if (nfds < 256)
243                         nfds = 256;
244                 else
245 #endif
246                 if (nfds < (PAGE_SIZE / sizeof(struct file *)))
247                         nfds = PAGE_SIZE / sizeof(struct file *);
248                 else {
249                         nfds = nfds * 2;
250                         if (nfds > NR_OPEN)
251                                 nfds = NR_OPEN;
252                 }
253         } while (nfds <= nr);
254         new_fds = alloc_fd_array(nfds);
255         if (!new_fds)
256                 goto out2;
257         fdt->fd = new_fds;
258         fdt->max_fds = nfds;
259         fdt->free_files = NULL;
260         return fdt;
261 out2:
262         nfds = fdt->max_fdset;
263 out:
264         free_fdset(new_openset, nfds);
265         free_fdset(new_execset, nfds);
266         kfree(fdt);
267         return NULL;
268 }
269
270 /*
271  * Expand the file descriptor table.
272  * This function will allocate a new fdtable and both fd array and fdset, of
273  * the given size.
274  * Return <0 error code on error; 1 on successful completion.
275  * The files->file_lock should be held on entry, and will be held on exit.
276  */
277 static int expand_fdtable(struct files_struct *files, int nr)
278         __releases(files->file_lock)
279         __acquires(files->file_lock)
280 {
281         struct fdtable *new_fdt, *cur_fdt;
282
283         spin_unlock(&files->file_lock);
284         new_fdt = alloc_fdtable(nr);
285         spin_lock(&files->file_lock);
286         if (!new_fdt)
287                 return -ENOMEM;
288         /*
289          * Check again since another task may have expanded the fd table while
290          * we dropped the lock
291          */
292         cur_fdt = files_fdtable(files);
293         if (nr >= cur_fdt->max_fds || nr >= cur_fdt->max_fdset) {
294                 /* Continue as planned */
295                 copy_fdtable(new_fdt, cur_fdt);
296                 rcu_assign_pointer(files->fdt, new_fdt);
297                 free_fdtable(cur_fdt);
298         } else {
299                 /* Somebody else expanded, so undo our attempt */
300                 __free_fdtable(new_fdt);
301         }
302         return 1;
303 }
304
305 /*
306  * Expand files.
307  * This function will expand the file structures, if the requested size exceeds
308  * the current capacity and there is room for expansion.
309  * Return <0 error code on error; 0 when nothing done; 1 when files were
310  * expanded and execution may have blocked.
311  * The files->file_lock should be held on entry, and will be held on exit.
312  */
313 int expand_files(struct files_struct *files, int nr)
314 {
315         struct fdtable *fdt;
316
317         fdt = files_fdtable(files);
318         /* Do we need to expand? */
319         if (nr < fdt->max_fdset && nr < fdt->max_fds)
320                 return 0;
321         /* Can we expand? */
322         if (fdt->max_fdset >= NR_OPEN || fdt->max_fds >= NR_OPEN ||
323             nr >= NR_OPEN)
324                 return -EMFILE;
325
326         /* All good, so we try */
327         return expand_fdtable(files, nr);
328 }
329
330 static void __devinit fdtable_defer_list_init(int cpu)
331 {
332         struct fdtable_defer *fddef = &per_cpu(fdtable_defer_list, cpu);
333         spin_lock_init(&fddef->lock);
334         INIT_WORK(&fddef->wq, free_fdtable_work);
335         fddef->next = NULL;
336 }
337
338 void __init files_defer_init(void)
339 {
340         int i;
341         for_each_possible_cpu(i)
342                 fdtable_defer_list_init(i);
343 }